CN113798277A - 一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，可以通过距离传感器采集清洗枪与绝缘子的距离信息，并通过存储控制系统记录距离信息后控制自动对焦系统中的滑台沿导轨移动，保证焦点实时定位在绝缘子表面，实现良好温度的清洗效果；同时，通过存储控制系统，可以记录不同型号的绝缘子与清洗枪之间的距离信息，在下一次清扫时，只需针对不同的绝缘子型号调用相应的距离信息，输出给自动对焦系统即可，提高作业效率；并且，可以将监控系统与地面的显示系统通信连接后，实时监测清洗枪的工作状态与清洗效果，可根据清洗效果实时调整激光功率、清洗距离等相关参数，有效解决现有的绝缘子清扫激光枪对于不规则的曲面自动对焦难度大的问题。

Description

一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪

技术领域

本申请涉及绝缘子清扫装置技术领域，尤其涉及一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪。

背景技术

户外运行的绝缘子受工业废气、自然界盐碱与粉尘等影响，在表面形成一定程度的污秽累积。积污的绝缘子在气候潮湿时，部分表面污秽会溶于水形成电解质，具有强导电性，容易造成绝缘子污闪放电，导致输变电设备发生的污秽闪络及大面积停电事故，给电力企业造成损失。因此需及时对绝缘子进行清扫。

激光清扫可实现快速无损清洗并提高清洗效率，已经应用于绝缘子清扫上。但是，现有的绝缘子清扫激光枪存在自动对焦难度大的问题，目前大多数具备自动对焦功能的清洗装置只适用于表面规则且平整的清洗对象，而对于不规则的曲面，传统自动对焦激光头测距仪所测得的距离数据并不能实时而准确的反映激光头与待清洗表面的真实距离，清洗过程中通常激光头的焦距不变，有效焦深较小，绝缘子表面不平整且伞裙半径会发生改变，从而导致焦点不能实时定位在绝缘子表面，容易导致清扫不均匀，影响清扫效果。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，用于解决现有的绝缘子清扫激光枪对于不规则的曲面自动对焦难度大的问题。

为达到上述技术目的，本申请提供一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，包括：枪体、自动对焦系统、导光系统、监控系统和存储控制系统；

所述枪体上的前端面设置有出光口；

所述自动对焦系统包括：导轨、丝杆、滑台以及驱动电机；

所述导轨设置于所述枪体内，且所述导轨的长度方向与前端面垂直；

所述滑台沿所述导轨的长度方向可滑动设置于所述导轨上；

所述丝杆的第一端传动连接所述滑台，用于通过自身转动带动所述滑台滑动；

所述驱动电机设置于所述枪体内，且输出端与所述丝杆的第二端传动连接，用于带动所述丝杆转动；

所述导光系统包括光纤头固定座、反射镜架、距离传感器与振镜组件、场镜与振镜电机；

所述光纤头固定座设置于所述枪体的底端面，用于安装光纤头并将光路导入所述枪体内；

所述反射镜架设置于所述枪体内，且位于所述光纤头固定座的正上方，用于反射光纤头的光路；

所述场镜与振镜组件设置于所述滑台上，且所述场镜的圆心与所述反射镜架反射后光路的中心重合并均朝向所述出光口；

所述振镜组件设置于所述场镜和所述反射镜架之间，用于传输所述反射镜架反射后的光路至所述场镜；

所述振镜电机设置于所述滑台上，且与所述振镜组件传动连接；

所述距离传感器设置于所述滑台上，且朝向所述出光口；

所述存储控制系统设置于所述枪体上，且与所述驱动电机和振镜电机均电连接；

所述监控系统包括摄像头以及发射器；

所述摄像头设置于所述枪体的前端面上，用于观察光路的对焦情况与清洗情况；

所述发射器设置于所述枪体上，且与所述存储控制系统、所述振镜组件和所述摄像头均电连接，用于接收所述摄像头的拍摄信息和所述距离传感器的距离信息并将所述拍摄信息与距离信息发送至所述存储控制系统。

进一步地，所述存储控制模块包括：控制板与电机驱动器；

所述控制板包括存储器以及控制卡；

所述存储器用于接收并存储所述距离信息和拍摄信息；

所述电机驱动器与所述驱动电机、振镜电机和所述控制卡均通信连接；

所述控制卡用于读取并处理所述存储器的距离信息和拍摄信息，还用于通过所述电机驱动器控制所述驱动电机和振镜电机的启停。

进一步地，所述反射镜为45°反射镜。

进一步地，所述光纤头固定座通过连接法兰安装于所述枪体上。

进一步地，还包括电源系统；

所述电源系统包括：电池与箍筋板；

所述电池通过所述箍筋板固定于所述枪体上，且与所述存储控制系统、距离传感器、监控系统、驱动电机和振镜电机均电连接。

从以上技术方案可以看出，本申请提供的绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪可以通过距离传感器采集清洗枪与绝缘子的距离信息，并通过存储控制系统记录距离信息后控制自动对焦系统中的滑台沿导轨移动，保证焦点实时定位在绝缘子表面，实现良好温度的清洗效果；同时，通过存储控制系统，可以记录不同型号的绝缘子与清洗枪之间的距离信息，且可对其命名，在下一次清扫时，不用重复扫描，只需针对不同的绝缘子型号调用相应的距离数据，输出给自动对焦系统，即可完成清扫，减少清洗时间提高作业效率；并且，可以将监控系统与地面的显示系统通信连接后，通过监控系统可以实时监测清洗枪的工作状态与清洗效果，可根据清洗效果实时调整激光功率、清洗距离等相关参数，有效解决现有的绝缘子清扫激光枪对于不规则的曲面自动对焦难度大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪的立体图；

图2为本申请实施例提供的一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪的仰视图；

图3为本申请实施例提供的一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪的右后侧图；

图4为本申请实施例提供的一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪的半剖立体图；

图中：1、出光指示灯；2、顶端面；3、右侧面；4、光束；5、电位器；6、点触按钮；7、连接板；8、转接法兰；9、光纤头固定座；10、防护盖；11、发射器；12、驱动电机固定座；13、后端面；14、控制安装板；15、控制板；16、电机驱动器；17、电池；18、箍筋板；19、第一插头；20、第二插头；21、底端面；22、压片；23、出光口；24、摄像头；25、摄像头夹板；26、前端面；27、左侧面；28、电机固定座；29、丝杆；30、滑台；31、导轨；32、场镜；33、距离传感器；34、振镜电机；35、振镜组件；36、驱动电机；37、反射镜架。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所请求保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1至图4，本申请实施例中提供的一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，包括：枪体、自动对焦系统、导光系统、监控系统和存储控制系统。

其中，枪体可以由顶端面2、底端面21、左侧面27、右侧面3、前端面26与后端面13组成，且每一面可均为板状，并通过螺栓一体固定连接组成枪体。

枪体上的前端面26上设置有出光口23；出光口23用于供枪体内部光路射出。其中，出光口23上可以设置透明片；透明片通过压片22安装在前端面26是，并使用多颗螺栓固定。

自动对焦系统包括：导轨31、丝杆29、滑台30以及驱动电机36；导轨31设置于枪体内，且导轨31的长度方向与前端面26垂直；滑台30沿导轨31的长度方向可滑动设置于导轨31上；丝杆29的第一端传动连接滑台30，用于通过自身转动带动滑台30滑动；驱动电机36设置于枪体内，且输出端与丝杆29的第二端传动连接，用于带动丝杆29转动。

具体来说，枪体内部设置有电机固定座28，驱动电机36设置于电机固定座28内，丝杆29的第二端穿过所述电机固定座28连接驱动电机36。导轨31的后端通过螺栓固定在电机固定座28上，侧端通过螺栓固定于左侧面27上，前端通过螺栓固定在前端面26上。

导光系统包括光纤头固定座9、反射镜架37、距离传感器33与振镜组件35、场镜32与振镜电机34；光纤头固定座9设置于枪体的底端面21，用于安装光纤头并将光路导入枪体内；反射镜架37设置于枪体内，且位于光纤头固定座9的正上方，用于反射光纤头的光路；场镜32与振镜组件35设置于滑台30上，且场镜32的圆心与反射镜架37反射后光路的中心重合并均朝向出光口23；振镜组件35设置于场镜32和反射镜架37之间，用于传输反射镜架37反射后的光路至场镜32；振镜电机34设置于滑台30上，且与振镜组件35传动连接；距离传感器33设置于滑台30上，且朝向出光口23。

具体来说，振镜电机34可以控制振镜组件35摆动，从而改变光纤头的光束路径，并传输至场镜32，场景42将光束4聚焦于绝缘子上。并且，振镜组件35、距离传感器33与场镜32均安装于滑台30上，可以通过驱动电机36调整与绝缘子的距离。其中，反射镜37可以为45°反射镜；光纤头固定座9可以通过连接法兰8安装于枪体上。

监控系统包括摄像24头以及发射器11；摄像头24可以通过摄像头夹板25设置于枪体的前端面26上，用于观察光路的对焦情况与清洗情况；发射器11设置于枪体上，且与存储控制系统、距离传感器35和摄像头24均电连接，用于接收摄像头24的拍摄信息和距离传感器33的距离信息并将拍摄信息与距离信息发送至存储控制系统。

并且，监控系统可以与底面的显示系统连接，并通过无线传输等方式将拍摄信息与距离信息发送并显示于显示系统上。

存储控制系统设置于枪体上，且与驱动电机36和振镜电机35均电连接。枪体的底端面21可以连接有连接板7。存储控制模块包括：控制板15与电机驱动器16；控制板15包括存储器以及控制卡，并通过控制安装板14安装于连接板7上。存储器用于接收并存储距离信息和拍摄信息；电机驱动器15与驱动电机36、振镜电机35和控制卡均通信连接；控制卡包括有天线，可以电机驱动器15无线连接，用于读取并处理存储器的距离信息和拍摄信息，还用于通过电机驱动器15控制驱动电机和振镜电机的启停。

具体来说，存储控制系统用于根据距离信息与拍摄信息对动对焦系统和导光系统进行控制。其中，存储控制系统还包括点触按钮6与电位器5；点触按钮6与电位器5均设置于枪体上，例如可以设置于连接板7上，且与控制板15电连接；电位器5包括多个，可以用于手动控制振镜组件35的摆动频率和扫描线长等参数；点触按钮包括多个，可以用于控制光纤头的出光状态与出光指示灯1的出光状态，其中，出光指示灯1可以设置于顶端面2上，用于指示光纤头的出光状态。

进一步地，还包括电源系统；电源系统包括：电池17与箍筋板18；电池17通过箍筋板18固定于连接板7上，且与存储控制系统、距离传感器33、监控系统、驱动电机36和振镜电机35均电连接，用于供电。

进一步地，底端面21上设置有第一插头19与第二插头20，二者分别与存储控制系统和电源系统电连接，用于连接数据传输线和充电线。并且，后端面13上设置有驱动电机固定座12，电机固定座28通过螺栓与驱动电机固定座12相互配合安装于后端面13上。后端面13上还设置有防护盖10，防护盖10对于反射镜架37的位置安装，用于保护反射镜架37。

本实施例提供的绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪使用时，可以先进行扫描采集工作：也即保持距离传感器33与绝缘子的距离不变的情况下，将清洗枪平行于支柱绝缘子由上至下移动，距离传感器33采集距离信息并将信息传输给存储器保存。

之后即可进行激光清洗工作：打开地面激光器，激光器通过光纤头传输至反射镜架37并反射至振镜组件35，振镜电机34摆动使点成线，最后光线通过场镜32聚焦。控制卡读取并转化上述距离信息，控制驱动电机36转动，从而控制丝杆29转动，使滑台30根据距离信息沿导轨31前后移动，实现精准对焦；在扫描与清洗过程中，摄像头24均为开启状态，实时监控整个作业过程。并且，在下一次清洗时，若清洗对象不变，则省去扫描采集工作，调整好激光清洗枪方位，直接进行激光清洗工作。

实际应用中，由于距离传感器33与场镜32的位置无法完成重合，所以在对应倾斜的工作面或不规则的曲面时，距离传感器33测量的距离无法为光路的焦距提供准确的参考。通过本实施例提供的绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，可以在进行扫描采集工作后确定绝缘子的表面路径，并通过存储控制系统控制自动对焦系统和导光系统按路径调整光路的焦距，实现良好稳定的清洗效果，提高清洗效率。

以上为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，其特征在于，包括：枪体、自动对焦系统、导光系统、监控系统和存储控制系统；

所述枪体上的前端面设置有出光口；

所述自动对焦系统包括：导轨、丝杆、滑台以及驱动电机；

所述导轨设置于所述枪体内，且所述导轨的长度方向与前端面垂直；

所述滑台沿所述导轨的长度方向可滑动设置于所述导轨上；

所述丝杆的第一端传动连接所述滑台，用于通过自身转动带动所述滑台滑动；

所述驱动电机设置于所述枪体内，且输出端与所述丝杆的第二端传动连接，用于带动所述丝杆转动；

所述导光系统包括光纤头固定座、反射镜架、距离传感器、振镜组件、场镜与振镜电机；

所述光纤头固定座设置于所述枪体的底端面，用于安装光纤头并将光路导入所述枪体内；

所述反射镜架设置于所述枪体内，且位于所述光纤头固定座的正上方，用于反射光纤头的光路；

所述场镜与振镜组件设置于所述滑台上，且所述场镜的圆心与所述反射镜架反射后光路的中心重合并均朝向所述出光口；

所述振镜组件设置于所述场镜和所述反射镜架之间，用于传输所述反射镜架反射后的光路至所述场镜；

所述振镜电机设置于所述滑台上，且与所述振镜组件传动连接；

所述距离传感器设置于所述滑台上，且朝向所述出光口；

所述监控系统包括摄像头以及发射器；

所述摄像头设置于所述枪体的前端面上，用于观察光路的对焦情况与清洗情况；

所述发射器设置于所述枪体上，且与所述存储控制系统、所述距离传感器和所述摄像头均电连接，用于接收所述摄像头的拍摄信息和所述距离传感器的距离信息并将所述拍摄信息与距离信息发送至所述存储控制系统；

所述存储控制系统设置于所述枪体上，且与所述驱动电机和振镜电机均电连接，用于根据所述拍摄信息与距离信息控制所述驱动电机和振镜电机的启停。

2.根据权利要求1所述的绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，其特征在于，所述存储控制模块包括：控制板与电机驱动器；

所述控制板包括存储器以及控制卡；

所述存储器用于接收并存储所述距离信息和拍摄信息；

所述电机驱动器与所述驱动电机、振镜电机和所述控制卡均通信连接；

所述控制卡用于读取并处理所述存储器的距离信息和拍摄信息，还用于通过所述电机驱动器控制所述驱动电机和振镜电机的启停。

3.根据权利要求1所述的绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，其特征在于，所述反射镜为45°反射镜。

4.根据权利要求1所述的绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，其特征在于，所述光纤头固定座通过连接法兰安装于所述枪体上。

5.根据权利要求1所述的绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，其特征在于，还包括电源系统；

所述电源系统包括：电池与箍筋板；

所述电池通过所述箍筋板固定于所述枪体上，且与所述存储控制系统、距离传感器、监控系统、驱动电机和振镜电机均电连接。

6.根据权利要求1所述的绝缘子激光清洗用焦距自适应清洗枪，其特征在于，所述出光口上设置有透明片，且所述出光口的外周设置有用于安装所述透明片的压片。

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